淺談某核電站除鹽水生產(chǎn)系統(tǒng)反滲透膜的化學(xué)清洗

1、    淺談某核電站除鹽水生產(chǎn)系統(tǒng)反滲透膜的化學(xué)清洗    雷曦方國(guó)青【摘 要】ya反滲透膜用在一級(jí)除鹽ro裝置內(nèi)部，用于去除淡水廠來(lái)水中99%以上的離子，降低后續(xù)離子交換器的負(fù)荷，降低再生頻率，減少酸堿的使用量。本文簡(jiǎn)單介紹了除鹽水生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程、反滲透膜清洗的時(shí)間及步驟、清洗前后的效果分析，以及分析反滲透膜污染的原因和后續(xù)的建議措施等?！娟P(guān)鍵詞】反滲透；化學(xué)清洗；損傷；分析0 前言反滲透技術(shù)是當(dāng)今較先進(jìn)和有效的除鹽技術(shù)，其原理是在壓力作用下，水分子透過(guò)反滲透膜成為純水，水中的雜質(zhì)被反滲透膜截留被弄水帶出。利用反滲透技術(shù)可以有效地去除水中的溶解鹽、

2、膠體、細(xì)菌、病毒、細(xì)菌內(nèi)毒素和大部分有機(jī)物等雜質(zhì)。反滲透設(shè)備系統(tǒng)除鹽率一般為97-99%。1 除鹽水生產(chǎn)系統(tǒng)的概況某2*650mw核電機(jī)組除鹽水生產(chǎn)系統(tǒng)利用以過(guò)濾器、反滲透、離子交換的水處理技術(shù)，通過(guò)反滲透一級(jí)脫鹽，除去水中鹽類(lèi)等物質(zhì)，再通過(guò)離子交換進(jìn)行深度除鹽。系統(tǒng)配置2套ro裝置，設(shè)計(jì)出力為2×100m3/h，采用美國(guó)“dow”公司bw30-400fr型抗污染膜，一級(jí)兩段，一段14支，二段7支，每根壓力容器內(nèi)裝有6支膜元件，兩套裝置共使用252支反滲透膜元件。設(shè)備初始投運(yùn)時(shí)間為2014年10月10日。2 反滲透膜清洗時(shí)間及步驟2.1 清洗時(shí)間11月4日對(duì) 1號(hào)反滲透進(jìn)行抽膜檢查；

3、11月5日11月6日沖洗1號(hào)反滲透膜殼進(jìn)水端部；11月7日11月10日對(duì)1號(hào)反滲透進(jìn)行維護(hù)清洗；11月14日11月15日對(duì)1號(hào)保安過(guò)濾器更換濾芯；11月15日11月16日沖洗2號(hào)反滲透膜殼進(jìn)水端部；11月16日11月17日對(duì)2號(hào)反滲透進(jìn)行維護(hù)清洗.2.2 清洗步驟1號(hào)反滲透和2號(hào)反滲透均執(zhí)行以下清洗步驟：殺菌：使用濃度為2%，溶液溫度為28的kc-310a分段進(jìn)行。堿洗：使用濃度為2%，溶液溫度為30的kc-502-z、edta、naoh分段進(jìn)行。酸洗：使用濃度為2%，溶液溫度為28的kc-501-z、hcl分段進(jìn)行。2.3 1號(hào)反滲透膜優(yōu)化調(diào)整方式清洗前后，為了判斷膜元件脫鹽率降低原因，對(duì)一

4、段部分膜殼內(nèi)個(gè)別膜元件進(jìn)行了位置調(diào)整，其中將1號(hào)壓力容器的1號(hào)膜和6號(hào)膜互換位置，13號(hào)壓力容器的1號(hào)膜和14號(hào)壓力容器的6號(hào)膜互換位置，排查脫鹽率低膜元件的位置。3 清洗效果分析3.1 效果分析1號(hào)反滲透：通過(guò)維護(hù)清洗前后數(shù)據(jù)對(duì)比分析，清洗后給水壓力保持0.51mpa，一段壓差0.11mpa，二段壓差0.12mpa；進(jìn)水電導(dǎo)330s/cm；淡水流量101t/h，濃水流量34t/h，回收率約77.2%；脫鹽率89.7%。與清洗前數(shù)據(jù)對(duì)比，一段壓差和二段壓差均降低0.01mpa，淡水流量增加3t/h，進(jìn)水電導(dǎo)升高10s/cm，脫鹽率降低了1.5%。1號(hào)反滲透部分膜元件位置進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整的編號(hào)為

5、1號(hào)，13號(hào)和14號(hào)壓力容器。調(diào)整后1號(hào)、13號(hào)、14號(hào)出水電導(dǎo)率分別為49.9s/cm、 29.66s/cm、 51.55s/cm，13號(hào)的出水電導(dǎo)率明顯好于14號(hào)的出水電導(dǎo)率。在調(diào)整過(guò)程中，由于把14號(hào)的最后一支膜元件和13號(hào)的第一支膜元件進(jìn)行了位置調(diào)換，調(diào)整后的13號(hào)出水水質(zhì)明顯優(yōu)于14號(hào)出水水質(zhì)，說(shuō)明一段反滲透前端的膜元件脫鹽率數(shù)衰減程度較嚴(yán)重，因?yàn)橥ǔＧ岸四ぴ菀资艿窖趸瘬p傷和機(jī)械損傷。2號(hào)反滲透：通過(guò)維護(hù)清洗前后數(shù)據(jù)對(duì)比分析，清洗后給水壓力保持0.48mpa，一段壓差0.10mpa，二段壓差0.12mpa；進(jìn)水電導(dǎo)309.6s/cm；淡水流量102t/h，濃水流量33t/h；回

6、收率約76.5%；脫鹽率92.5%。與清洗前數(shù)據(jù)對(duì)比，一段壓差和二段壓差均降低0.01mpa，淡水流量增加3t/h，進(jìn)水電導(dǎo)下降30s/cm，脫鹽率降低了1.5%。3.2 污染成因分析通過(guò)分析，反滲透系統(tǒng)存在問(wèn)題主要為膜的機(jī)械損傷和膜氧化，同時(shí)也存在混合膠體等污染問(wèn)題?；旌夏z體污染：在拆膜檢查中發(fā)現(xiàn)，膜元件內(nèi)存在以鐵膠體為主混合膠體污染。機(jī)械損傷：通過(guò)對(duì)保安過(guò)濾器和反滲透抽膜檢查，發(fā)現(xiàn)保安過(guò)濾器濾芯機(jī)械受損嚴(yán)重，且濾芯出現(xiàn)脫落、折損的問(wèn)題，進(jìn)水沒(méi)有經(jīng)過(guò)濾芯過(guò)濾直接進(jìn)入反滲透膜元件，在拆膜檢查中已經(jīng)證實(shí)，反滲透一段膜元件的進(jìn)水端存在大量的鐵屑、砂礫和保安過(guò)濾器濾芯的碎屑等。機(jī)械雜質(zhì)在高壓水流的攜

7、帶下，造成膜片的磨損、變薄甚至穿透，導(dǎo)致膜元件發(fā)生不可恢復(fù)的機(jī)械損傷。變價(jià)金屬的催化氧化：反滲透的進(jìn)水水質(zhì)鐵含量偏高，且膜元件內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量鐵屑，在進(jìn)水存在輕微余氯的條件下，變價(jià)金屬鐵會(huì)加強(qiáng)氧化劑的氧化趨勢(shì)，同時(shí)，發(fā)現(xiàn)反滲透一段膜的進(jìn)水側(cè)有鐵銹等物質(zhì)，陶氏技術(shù)手冊(cè)中說(shuō)明，當(dāng)重金屬（鐵）含量較高時(shí)，會(huì)增加氯對(duì)反滲透膜的氧化作用，促進(jìn)膜的降解，金屬氧化物（鐵銹）也會(huì)對(duì)反滲透膜元件的氧化降解。另外，fe2+遇到氧化劑會(huì)轉(zhuǎn)變成fe3+生成膠體fe（oh）3，經(jīng)過(guò)反滲透濃水段濃縮后，fe（oh）3極易達(dá)到飽和而沉積于膜表面，不但會(huì)產(chǎn)生膠體污染還會(huì)造成生物污染，導(dǎo)致膜元件不可恢復(fù)性的損傷。清洗前后脫鹽率變化的

8、原因：其一，反滲透膜存在氧化及機(jī)械損傷現(xiàn)象，但是由于存在有機(jī)物和膠體污染物，降低了膜元件的鹽透過(guò)量，使得真正的透鹽率被屏蔽。進(jìn)行化學(xué)清洗后，污染物被清除，反滲透膜元件表現(xiàn)出一個(gè)真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)，從而化學(xué)清洗后產(chǎn)水電導(dǎo)率出現(xiàn)增加現(xiàn)象和脫鹽率輕微的降低現(xiàn)象。其二，進(jìn)水ph小于6.0，在弱酸條件下不利于膜元件的脫鹽效果，且無(wú)法脫除原水中二氧化碳等氣體，造成產(chǎn)水電導(dǎo)率的偏高。其三，清洗后較清洗前回收率升高5%，也會(huì)影響膜元件的脫鹽效果，導(dǎo)致產(chǎn)水電導(dǎo)率的偏高，脫鹽率下降。4 建議措施（1）化學(xué)清洗期間測(cè)定氯含量變動(dòng)范圍較大，因此建議今后定期進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)反滲透膜進(jìn)水氯含量指標(biāo)的測(cè)定，同時(shí)建議水廠投加二氧化氯時(shí)持續(xù)穩(wěn)定，避免沖擊式投加。（2）保證還原劑充分溶解，正確投加，嚴(yán)格控制反滲透膜元件進(jìn)水余氯為零，防止膜元件的氧化。（3）處理進(jìn)水流過(guò)設(shè)備的生銹問(wèn)題，控制反滲透進(jìn)水鐵含量小于0.03ppm。（4）調(diào)整反滲透進(jìn)水ph到中性，避免弱酸條件下影響膜元件的脫鹽效果。（5）嚴(yán)格保證保安過(guò)濾器的運(yùn)行正常，觀察壓差變化情況，防止濾芯折損短路，導(dǎo)致顆粒物進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，造成膜元件不可逆轉(zhuǎn)的機(jī)械損傷。5 結(jié)語(yǔ)反滲透技術(shù)在電廠除鹽水處理中的應(yīng)用極大地節(jié)約了大量的能源，保證了除鹽水生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也提高了電廠